平面式阴极射线管的屏板结构 技术领域
本发明涉及一种平面式CRT(阴极射线管)的屏板(panel)的结构，特别涉及一种能够通过有效减少外部震动造成的裂缝的延伸和碎片的散射而提高防爆性能地平面式CRT。
背景技术
通常，如图1所示，平面式CRT(阴极射线管)包括：屏板1；固定在屏板1后表面、处于张紧状态的荫罩3，它有大量的圆的或缝隙式的孔，以选择电子束6的颜色；磁屏蔽罩7，安装在屏板1内部，且作用为使电子束6不会因为地磁或漏磁而改变；玻锥2，通过烧结玻璃固定在屏板1上，并在在其后部整体形成一个颈部；电子枪(未示出)，其插入并密封在玻锥2的颈部，用于发射三色电子束6，即红、绿、和蓝色；以及偏转线圈5，安装成缠绕在颈部外圆周，用于使电子束6偏转。
同时，因为平面式CRT由于内部处于高真空状态而容易因为外部的震动而损坏，屏板1应设计成有足够强度以承受大气压力。
另外，屏板1分成屏面部分1a和裙部1b。裙部1b有安全带(safty band)8以分散施加到高真空状态下的平面式CRT的应力，并保证抗振能力。
当平面式CRT使用时，通过给平面式CRT施加正电压，安装在玻锥2颈部的电子枪发射的电子束6击打形成于屏板内表面的荧光表面4。电子束6到达荧光表面4之前被偏转线圈5在各个方向偏转，然后才到达荧光表面4。
此时，颈部在后面有双极性、四极性、六极性磁场9，用于校准电子束6前进的轨道以使其击中规定的荧光体，从而防止破坏色纯度。
参照图2a，平面式CRT的一种屏板结构将在下面更详细描述。
通常，平面式CRT的屏板具有平面形式外表面和具有规定曲率的内表面。如图2a所示，屏板1的中心表面厚度(将在以后称作CFT)最薄，并向周围逐渐变厚。
屏板1外周边具有在屏板的模制期间形成的间断部分。此间断部分是模具对口线(将在以后称作MML)，和围绕在外圆周的带是相同的形式。
此时，模具的结合高度(将在以后称作MMH)是从MML到屏板1前表面的高度，其大于屏板1的CFT。
特别的，屏板1的对角部分的厚度(OAPT)设计成CFT厚度的160％或更大。
从屏板1的裙部1b的末端到屏面部分1a的前表面的高度设为整体高度(今后称作OAH)。
传统的平面式阴极射线管屏板的制造过程如下所述。
通常，如图2a所示，屏板1的外圆周，具有分别以MML为中心向屏面部分1a、和裙部1b所成的规定角θ1和θ2。因此，考虑到模具滑移，只一个外部模具是难于实施模制过程。
因此，如图2b所示，一个内模10和两个外模11a、11b结合起来使用。
在这里，外模分成上外模11a和下外模11b。
因此，当屏板1模制时，上外模和下外模11a、11b结合以形成屏板1的外部形状。当一定量的玻璃料被引入到外模11a、11b之后，形成屏板内表面的内模10下降到保持内模10和外模11a、11b之间规定间隔的位置。此后，经过一段特定的时间，内模10升起。
此时，屏板1必须形成为具有足够的厚度以承受CRT制造完成后预定的真空压力。必须设定外模11a、11b和内模10之间的间距，以根据屏板1的标准有不同距离的间隔。
也就是说，屏板的CFT取决于外模11a、11b的中心与内模10中心之间的间隔。
因为上述制造的阴极射线管是玻璃材料制成而且其内部是真空，所以在外部震动造成裂缝和爆裂时其碎片有突然散射的危险。金属材料的安全带8贴在屏板1裙部1b，以防止这种危险。
安全带8固定于屏板的裙部1b的原因是真空造成的最大应力集中在裙部1b，而玻璃碎片散射也是在此发生。
因此，安全带更有效地接触到屏板1的裙部1b上，以提供足够大的安全带8的张力。
此时，安全带8的张力必须足够大以不仅达到裙部1b，而且达到屏板1的屏面部分1a。
传统上，弯曲成与MMLθ1下部的屏板1外角一致并与MMLθ2上部的屏板1外角一致的安全带8用于向屏板1的屏面部分1a传递足够大的张力。
但是，问题是虽然保持安全带弯曲的结构仍不能把足够的张力传递到屏面部分1a。
即，如图所示，基于MML，位于MML下部的裙部1b的周长大于位于MML上部的屏面部分1a的周长，当在热膨胀中缠绕的安全带8冷却收缩时，与屏面部分1a相比，更大的张力施加于裙部1b，其周长大于屏面部分1a的周长。
在传统的屏板1，如上所述，因为施加于屏板1的屏面部分1a的张力不足，震动产生的裂缝容易延伸入屏板1的内部，如图4所示，由此裂缝将贯穿整个屏板1的屏面部分1a。
即，传统的屏板1的结构，位于CFT的下部的MML不能有效地防止裂缝向屏板内部的发展，从而对屏板稳定的防爆性能造成限制。
进一步，使用弯曲结构的安全带8，需要有使直带弯曲的设备，并因此需要该设备的附加费用。另外，弯带与直带相比，生产率低，因此生产成本又增加了。
尽管有上述缺点仍是用弯曲结构的安全带8的原因在于为了解决直安全带的如下问题，即，直带仅贴在屏板1的位于MML的下部的裙部16，并从而使张力集中于裙部1b。
即，在使用捆扎在屏板1上的直安全带的情况，因为朝向位于上部的屏面部分1a，基于MML所形成的角θ2，仍大于朝向位于下部的裙部1b，基于MML所形成的角θ1，安全带的张力集中在裙部1b，这样屏面部分1a的外部振动造成的裂缝的扩展不能被有效地防止，且振动造成的碎片的发散也不能有效地防止。
同时，减少MMH有利于给屏板1的屏面部分1a施加更大的张力并保证其稳定的防爆性能。
但是，如果OAH不变，仅减小MMH，则裙部1b的长度增加。这样，在使用模具形成屏板时，当上外模11a分离时，裙部1b内可能出现刮痕或变形。
进一步，如果OAH不变，只有MMH减小，如果上外模11a在玻璃料没有充分冷却的状态下分离，在模制后没有达到足够的硬度的裙部1b，可能会因为本身的重量变形。另外，即使自重引起的变形没有出现，裙部1b仍可能由于外部影响，例如当裙部1b传递到下一工序时的传递振动的冲击而变形。
同时，内部是真空状态的CRT必须通过安全带的加强以有效地消除屏板的真空造成的压力，但是如果屏板1的裙部1b的长度较短，安全带不能保证足够的宽度，由此CRT不能将屏板恢复到初始状态。
另外，如果屏板1的裙部1b的长度短，抵抗玻璃料制作时的张力都施加于屏板1和玻锥2之间的连接处。为解决上述问题，OAH必须长。
相反，如果屏板的裙部1b太长，则屏板1的裙部1b变薄，以保证屏板1内部的成像区域。这种情况下，相当高的应力施加于屏面部分1a和裙部1b之间的结合部。
简要的说，在传统的屏板结构中，因为MMH大于CFT，未对屏面部分1a施加足够张力，从而难于获得稳定的真空度及有效防止裂缝。而且，也需要一笔用于安全带的弯曲的设备的费用。
因此，为解决上述问题，获得稳定的真空度和屏板的防爆性能，提出优化MMH、CFT和OAH之间的关系的要求。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种平面式CRT(阴极射线管)的屏板，即使使用直安全带，其也能够通过给屏板的屏面部分施加足够的张力，而保证稳定的真空度。
本发明的另一个目的是提供一种平面式CRT的屏板，其能有效地减轻由于外部震动造成的裂缝的扩展和碎片的散射。
本发明的进一步的目的是提供一种平面式CRT的屏板，其优化了作为设计要求的MMH(模具结合高度)、CFT(中心表面厚度)和OAH(全高)之间的关系，使CRT外表面的应力得以分散并且防止应力的集中。
为达到以上目的，本发明提供一种平面式CRT(阴极射线管)的屏板的结构，它包括一个屏面部分，该屏面部分具有平的外表面和有固定曲率的内表面；以及一个从平面部分的边缘延伸到后部的裙部，其中，当从MML(模具对口线)到屏板外表面中心的高度设成MMH，同时屏板1的表面中心厚度设成CFT，则MMH和CFT的关系满足MMH≤CFT，MML是形成屏板的上外模和下外模之间的对口线的延长线。
当从屏板的裙部的末端到屏面部分的前表面的高度设成OAH，则OAH和CFT的关系满足0.12≤CFT/OAH≤0.15。
附图说明
本发明的其他目的和优点可以从下面结合附图的详细描述中充分理解。
图1是传统平面式CRT(阴极射线管)的局部侧视剖面图；
图2a是解释图1所示结构的截面图；
图2b是形成图1所示屏板的模具的结构的示意图；
图3是本发明屏板结构的截面图；
图4是示出传统屏板及本发明屏板之间裂缝扩展情况不同的截面图；
图5是示出根据本发明的屏板的真空度基于CFT(中心表面厚度)变化的分析结果的的曲线；
图6a、6b是示出本发明屏板的防爆性能基于MMH(模具结合高度)的变化的分析结果的曲线，其中
图6a是MMH和裂缝长度的关系的曲线；
图6b是MMH和碎片散射距离的关系的曲线；以及
图7是示出根据本发明的屏板的应力基于CFT/OAH的变化的分析结果的曲线。
具体实施方式
将参考附图结合优选实施例详细描述本发明。为了参考，几幅图中相同的附图标记标识相应的部件。
参照图3到图7，下面详细描述本发明的优选实施例。
内、外表面具有曲率的传统的CRT(阴极射线管)的屏板，具有有利的真空度，但是平面式阴极射线管的屏板1，其具有一个平的外表面和一个逐渐平面化以视觉上平整的内表面，不利于真空度且不利于保持稳定的真空度。
即，平面式CRT的防爆性能是通过优化作为设计因素的MMH(模具结合高度)、CFT(中心表面厚度)和OAH(全高)之间的关系来提高的。
因此，就要求优化屏板1的设计因素以保证平面式阴极射线管的屏板1的稳定的真空度并且提高防爆性能。
为此，本发明中，平面式阴极射线管的屏板中的MMH(模具结合高度)、CFT(中心表面厚度)和OAH(全高)之间的关系通过分析以下关系得以优化：即，CFT和真空度之间的关系、MMH和裂缝长度之间的关系、MMH和碎片散射距离之间的关系和CFT/OAH与应力之间的关系。参考图3到图7，在下面详细介绍本发明应用于大于29英寸的平面式CRT的屏板。
首先，结合图3和图5，将在下面叙述根据本发明的屏板中的CFT和真空度的关系。
图3是本发明的屏板的结构的横截面图，而图5是本发明的屏板1的真空度随着CFT的变化的分析结果的曲线。当屏板1用于超过29英寸的标准平面式CRT时，如图3所示，如果MMH和CFT的关系满足MMH＝CFT，并且CFT大于15mm，于是施加到CRT上的应力小于100kgf，则可以保证稳定的真空度，其中，MMH意味着从MML(模具对口线)到屏板1外屏面中心的高度，其中，MML是形成屏板的上外模11a和下外模11b对口线的延长线，而CFT意味着屏板1的屏面中心处的厚度。
然后，结合附图6a和图6b，将描述MMH变化相对屏板的CFT及防爆性能的关系。
图6a和图6b是示出随着本发明屏板的MMH的变化，防爆性能的分析结果的曲线。其中，图6a是MMH和裂缝长度之间关系的曲线；图6b是MMH和碎片散射距离之间关系的曲线。
在本发明的屏板结构中，CFT设定为15mm时，改变MMH，获得的防爆性能数据如图6a、6b所示。
即，在标准的大于29英寸的平面式CRT屏板情况下，如果MMH大于15mm，则裂缝扩展距离的快速增大，于是MMH＝CFT的关系必须满足以更好的减小裂缝的扩展。
换句话说，如图6a所示，当CFT是15mm时，只改变MMH，如果MMH小于15mm，碎片散射距离的变化和裂缝长度的变化都是平滑的。但是如果MMH大于CFT，碎片散射距离和裂缝长度会突变。
这里，碎片的散射距离表示当屏板因为振动而被破坏时，屏板1的碎片从屏面部分1a飞溅的距离。对于重约0.025g的碎片，如果其散射距离超过900mm，就不满足标准确定协会(standard certlfying organization)的标准条件。
从分析CFT和真空度的关系和CFT和MMH的关系来分析防爆性能，已知如果MMH小于CFT则屏面部分1a的接触区域将变宽，因此安全带的张力足以达到屏面部分1a，并且由于外部振动造成的裂缝的扩展也被有效地阻止。
即，位于MML的下部的屏板1的屏面部分1a的宽度延长到图3所示的MMH和CFT之间差值的高度，并且如果屏板的外表面的周长是所扩展宽度的倍数，所述接触区域也将扩充。
因此，如上所述，通过使MMH小于CFT，即使使用如图3所示的直安全带8a，不使用弯曲的防爆带8，也能制造出具有足够防爆性能的平面式CRT。
特别的，因为本发明在安全带8a和屏面部分1a之间具有良好接触效率，在该安全带由与传统安全带相同强度的材料制造时，即使该安全带比传统安全带更薄，也能保证稳定的防爆性能。
参阅图7，在下文中将叙述本发明屏板的CFT/OAH值的变化时的应力分析结果。
图7是依据本发明的屏板的CFT/OAH值变化的应力分析结果的曲线图。如果OAH在平面式CRT的屏板的CFT固定的情况下变化，主应力的大小和产生应力的位置将发生变化。
也就是说，如图7所示，如果CFT是15mm，OAH是135mm，而CFT/OAH是0.111，115kgf的主应力将在MML的下部产生。如果CFT是15mm，OAH是75mm，而CFT/OAH是0.200，则122kgf的主应力产生于屏板1和玻锥2的结合部分。
因此，对于15mm的CFT，如果CFT/OAH的值在0.12到0.15的范围里，主应力较小而且产生的位置在屏面部分1a，因此可以保证稳定的真空度。
在图7中，当CFT/OAH的值是0.158时，主应力是95kgf，小于当CFT/OAH的值是0.15时的。当CFT/OAH的值是0.15时，主应力施加于屏板上，但当CFT/OAH的值是0.158时，主应力施加于屏板和玻锥的结合部分。该结合部分在CRT的真空状态中相对脆弱。如果主应力施加于该结合部，它将由于应力集中而被破坏。因此优选地是使CFT/OAH的值处于0.12到0.15的范围内。
图7表示出了当CFT设为15mm状态下的分析结果。但是，如果CFT/OAH的值处于0.12到0.15之间，即使CFT大于15mm，应力仍较小而且是施加于屏面部分1a，仍将保持稳定的真空度。
即，在CFT一定情况下，由于OAH太大时则裙部1b的长度将变长，主应力将集中于MML的下部分。如果OAH太短，主应力将集中于屏板1和玻锥2的结合部，这不利于保证稳定的真空度。
进一步，如果OAH和CFT的关系满足0.12＝CFT/OAH＝0.15时计算OAH，则在CFT等于15mm时获得100mm＝OAH＝125mm，当CFT在14mm到16mm时，可以得到90mm＝OAH＝133mm。
如上所述，本发明中，即使使用直安全带8a，安全带8a和屏板的屏面部分1a之间的接触区域也要扩展，而作为屏板设计因素的MMH、CFT和OAT之间的关系被优化以给屏板1的屏面部分1a施加足够的张力，而使平面式CRT的屏板有稳定的真空度和防爆性能。
因此，通过优化MMH、CFT和OAH的关系，改进屏板的真空度和防爆性能可以有效地提高平面式CRT的可靠性。
也就是说，因为即使使用容易制造的直安全带也可以有足够的张力施加于屏板的屏面部分，因此不需要因弯曲安全带的额外花费并且可以保证真空度。进一步，由外部振动造成的裂缝的扩展可以被限制，并且碎片的散射也可被有效地减轻，于是防爆性能也显著提高了。因此本发明在产品的生产率和可靠性方面都具有各种效果。
虽然本发明参照具体说明的实施例予以描述，本发明并不被这些实施例所限制而只是由所附的权利要求书加以限定。本领域技术人员可以理解，在不超出本发明的范围和精神的情况下，可以改变或修改上述实施例。